(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ通信システムにおける改良された周波数推定を提供する方法において、
ａ）変調された情報シンボルのデータストリームを形成するため、元の情報ビットに関するエンコーディング、インターリービング、及びシンボルマッピングを実行するステップと、
ｂ）パイロットシンボルを前記データストリームに挿入するステップであって、粗い周波数推定に用いられるパイロットシンボルを初期に高反復率で挿入し、その後、より精細な周波数推定に用いられるパイロットシンボルを次第に長くなっていく時間間隔で挿入する、ステップと、
ｃ）データ送信機から無線信号として前記データストリームを送信するステップとを有する、方法。
【請求項２】
受信機で前記データストリームを受信するステップと、
前記受信機で前記受信されるパイロットシンボルを用いて周波数誤差推定を実行するステップとを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記受信機で前記受信されるパイロットシンボルを用いて周波数誤差推定を実行するステップが、
前記データストリームに挿入される最初に送信されたパイロットシンボルを用いて、前記受信機で周波数誤差の粗い推定を得るステップと、
前記データストリームにおいて前記次第に長くなっていく時間間隔で挿入される更なる送信されたパイロットシンボルを用いて前記受信機で前記周波数誤差のより精細な推定を得るステップとを更に有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
必要な推定精度が前記受信機で実現されるときを決定するステップと、
前記送信されたデータストリームにおいて更なるパイロットシンボルの前記通信を停止させるステップとを更に有する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
必要な推定精度が前記受信機で実現されるときを決定するステップと、
前記送信されたデータストリームにおいて更なるパイロットシンボルの前記通信レートを調整するステップとを更に有する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記必要な推定精度が実現されるとき、前記通信レートが下方へ調整される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
パイロットシンボルを前記データストリームに挿入する前記ステップ（ｂ）が、
初期反復間隔Ｋ１Ｔで前記パイロットシンボルを前記データストリームに挿入するステップであって、Ｔが、前記データシンボルのサンプリングレートであり、Ｋ１は、正の整数である、ステップと、
次第に増加する反復間隔ＫＮＴでパイロットシンボルを挿入するステップであって、ＫＮが、Ｋ１より大きい正の整数のシーケンスを有する、ステップとを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
パイロットシンボルが、前記受信機での最大予想周波数誤差の逆数より小さい前記初期反復間隔Ｋ１Ｔで前記データストリームに挿入される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
データ通信機を有するデータ通信システムであって、前記データ通信機が、
変調された情報シンボルのデータストリームを形成するため、元の情報ビットに関するエンコーディング、インターリービング、及びシンボルマッピングを実行する手段と、
パイロットシンボルを前記データストリームに挿入する手段であって、粗い周波数推定に用いられるパイロットシンボルを初期に高反復率で挿入し、その後、より精細な周波数推定に用いられるパイロットシンボルを次第に長くなっていく時間間隔で挿入する、手段と、
データ送信機から無線信号として前記データストリームを送信する手段と、
受信機により前記無線信号を受信する手段とを有する、データ通信システム。
【請求項１０】
受信機を更に有し、前記受信機が、前記受信機で受信される前記パイロットシンボルを用いて周波数誤差推定を実行する手段を有する、請求項９に記載のデータ通信システム。
【請求項１１】
パイロットシンボルを前記データストリームに挿入する前記手段が、
最初に送信されたパイロットシンボルを用いて、前記受信機で周波数誤差の粗い推定を得る手段と、
前記次第に長くなっていく時間間隔で送信される更なる送信されたパイロットシンボルを用いて前記受信機で前記周波数誤差のより精細な推定を得る手段と、
必要な推定精度が前記受信機で実現されるときを決定する手段とを更に有する、請求項９に記載のデータ通信システム。
【請求項１２】
必要な推定精度が実現されたと決定すると、前記送信されたデータストリームにおいて更なるパイロットシンボルの前記通信を停止させる手段を更に有する、請求項１１に記載のデータ通信システム。
【請求項１３】
必要な推定精度が実現されたと決定すると、前記送信されたデータストリームにおいて更なるパイロットシンボルの前記通信レートを調整する手段を更に有する、請求項１１に記載のデータ通信システム。
【請求項１４】
データ通信システムにおいて改良された周波数推定を提供するためのデータ構造であって、粗い周波数推定を提供するために初期に高反復率でデータストリームに挿入されるパイロットシンボルと、その後、より精細な周波数推定を提供するために次第に長くなっていく時間間隔でデータストリームに挿入されるパイロットシンボルとを含む複数のパイロットシンボルを有するデータ構造。
【請求項１５】
前記データストリームが、変調された情報シンボルのストリームを有する、請求項１４に記載のデータ構造。
【請求項１６】
前記変調された情報シンボルの前記ストリームが、情報ビットの元のストリームに関して実行されるエンコーディング、インターリービング及びシンボルマッピング処理から得られる、請求項１５に記載のデータ構造。
【請求項１７】
前記複数のパイロットシンボルが、ＫＮＴ（Ｎ＝１、２、３、...）に対応する次第に長くなっていく時間間隔で前記データストリームに挿入され、ＫＮＴは、シンボルの前記シーケンスの前記反復間隔である、請求項１４に記載のデータ構造。
【請求項１８】
ＫＮＴのより小さな値に基づき前記データストリームに挿入されるパイロットシンボルにより、受信機が粗い周波数誤差の推定を得ることが可能にされる、請求項１７に記載のデータ構造。
【請求項１９】
ＫＮＴのより大きな値に基づき前記データストリームに挿入されるパイロットシンボルにより、受信機が周波数誤差のより精細な推定を得ることが可能にされる、請求項１７に記載のデータ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、先に出願され、同時係属中の２００７年１月１６日に出願された、米国仮出願：出願番号第６０／８８５、１５８号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、一般にデータ通信の分野に関し、より詳細には、しかし、排他的にではなく、データ信号を送信するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
未来の高速無線通信システムは、より高い周波数（例えば、６０Ｇｈｚ）で行われることが予想される。斯かるシステムに関連付けられる課題の１つは、送信機及び受信機間での比較的高周波でのミスマッチである。６０Ｇｈｚにおいて、送信機及び受信機の両方で２０ｐｐｍの誤差がある市販の結晶を使用すると、このミスマッチは最高２．４ＭＨｚまでになる可能性がある。このミスマッチは、今日の５ＧＨｚのＷＬＡＮＳのミスマッチより最高１０倍の高さである。
【０００４】
例えば高速通信に関するＷＬＡＮに対して使用される従来のパケット構造は、周波数誤差の正確な推定を与えるものではない。これは、従来のパケット構造が、データの始めにのみプリアンブルシーケンスを含むからである。この構造は低周波において適切な性能をもたらすが、例えば、予想される周波数誤差が５Ｇｈｚであれば、２００ＫＨｚ（４０ｐｐｍ）を超えることはないであろう。しかしながら、同様の構造を使用すると、例えば、６０ＧＨｚといった高い周波数において、システムに関する良好な性能をもたらさないだろう。高速のシステムで良い推定精度を得るために、非常に長いプリアンブルが、パケットの始めに必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これは、結果として非常に非効率的なシステムを生じさせる。性能を改善する従来の方法は、プリアンブルをデータに定期的に挿入することである。これらの反復プリアンブルは、周波数誤差推定のためだけでなく、例えばチャネル推定更新といった他の目的に対しても使用されることができる。この構造は性能を改善するが、例えば、６０Ｇｈｚといった高周波用途に対しては適切でない。更に、定期的に挿入されたプリアンブルは、オーバヘッドを増加させる。これにより、チャネル効率性が減少する。
【０００６】
従って、高周波数での使用に関して許容可能なオーバヘッドを持つ周波数誤差推定システム及び方法に関する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされた。従って、本発明は、データ通信システムにおいて改善された周波数誤差推定を提供することに関するシステム及び方法を提供する。ある実施形態において、データ送信機からデータ受信機への無線通信に関するデータシンボルのシーケンスに挿入されるパイロットシンボルのシーケンスを有するデータ構造が提供される。本発明の方法によれば、パイロットシンボルは、次第に低くなる反復率（即ち、次第に大きくなる反復時間間隔）で、データシンボルのシーケンスに挿入される。通信の初期の高反復率でパイロットシンボルを送信することにより、データ受信機は、周波数誤差の粗い推定をすることができる。その後、反復率が次第に低下するにつれて、周波数誤差のより精細な推定が得られる。改善された周波数誤差推定を提供するためだけでなく、改善されたチャネル推定更新を提供するためにも、開示される態様において送信されるパイロットシンボルのシーケンスが有益である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】データ送信機のある実施形態の機能ブロック図である。
【図２】データ送信機により送信されるデータパケットに関して使用されることができるパケット構造のある実施形態を示す図である。
【図３】周波数誤差推定及び訂正部にフォーカスしたデータ受信機の一部についてのある実施形態の機能ブロック図である。
【図４】図３のデータ受信機の周波数推定ブロック３０８のより詳細なブロック図である。
【図５】第１及び第２の従来技術システム構成並びに本発明のある実施形態に基づくシステム構成にそれぞれ対応する、３つのシステム構成に関する２つの異なるシミュレーション結果を示す図である。
【図６】第１及び第２の従来技術システム構成並びに本発明のある実施形態に基づくシステム構成にそれぞれ対応する、３つのシステム構成に関する２つの異なるシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明のさまざまな側面及び実施形態が、以下詳細に記載される。
【００１０】
発明のこれらの及び他の目的、特徴及び利点は、図面と共に以下の本発明の詳細な説明を考慮して明らかとなるであろう。
【００１１】
以下の議論において、多数の具体的な詳細が、本発明の完全な理解を与えるために記載される。しかしながら、当業者であれば、本発明が斯かる特定の詳細に関係なく実施されることができるということを理解されるであろう。他の例において、既知の要素は、不必要な詳細によって本発明をあいまいにしないために、概略図又はブロック図形式で示されている。
【００１２】
図面に示される要素が、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせの様々な形態により実現されることができることを理解されたい。好ましくは、これらの要素は、１つ又は複数の適切にプログラムされた汎用デバイスにおけるハードウェア及びソフトウェアの組合せにおいて実現される。汎用デバイスは、プロセッサ、メモリ及び入力／出力インタフェースを含むことができる。
【００１３】
以下の説明は、本開示の原理を示す。本願明細書に明示的に記載又は示されていなくても、当業者であれば、本開示の原理を実現し、及びその精神及び範囲内に含まれるさまざまな変形例を考案することができるであろう点を理解されたい。
【００１４】
本願明細書に列挙されるすべての例及び条件つきの語法は、従来技術を超えるものとして本願発明者により貢献された開示内容の原理及び概念を理解する読者を補助するという理解促進目的のために存在しており、斯かる特別に記載された例及び条件に限定するものとして解釈されるものではない。
【００１５】
更に、開示内容及びその具体例の原理、側面及び実施形態を述べる本願明細書におけるすべての記載は、その構造的及び機能的均等物の両方を含むものとして意図される。更に、斯かる均等物が、現在既知の均等物だけでなく将来開発される均等物の両方を含むものとして意図される。即ち、構造に関係なく、同じ機能を実行すべく開発される任意の要素を含むものとして意図される。
【００１６】
従って、例えば、本願明細書に与えられるブロック図は、本開示の原理を実現する説明的な回路の概念表示を表すという点を当業者は理解されたい。同様に、任意のフローチャート、流れ図、状態遷移図、擬似コード等は、コンピュータ可読媒体において実質的に表されるさまざまな処理を示し、従って、コンピュータ又はプロセッサが明示的に示されるかどうかに関係なく、斯かるコンピュータ又はプロセッサにより実行される点を理解されたい。
【００１７】
図面に示されるさまざまな要素の機能は、専用のハードウェアの使用を介してというだけでなく、適切なソフトウェアに関連してソフトウェアを実行することができるハードウェアの使用を介して与えられることができる。プロセッサにより提供されるとき、この機能は、単一の専用のプロセッサにより、単一の共有プロセッサにより、又は複数の個別のプロセッサにより与えられることができる。個別のプロセッサの幾つかは、共有されることができる。更に、「プロセッサ」又は「コントローラ」という用語の明確な使用は、ソフトウェアを実行することができるハードウェアを排他的に参照するものとして解釈されるべきではなく、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、ソフトウェアを格納する読出し専用メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）及び不揮発性ストレージを暗に含むが、これらに限定されるものではない。
【００１８】
従来及び／又はカスタムの他のハードウェアも、含まれることができる。同様に、図において示される任意のスイッチは、概念的なものであるにすぎない。それらの機能は、プログラムロジックの動作を介して、専用のロジックを介して、プログラム制御と専用のロジックとの交互作用を介して、又は手動でさえ、実行されることができる。文脈からより詳細に理解ように、この特定の技術は実施者により選択可能である。
【００１９】
請求項において、特定の機能を実行する手段として表される任意の要素は、その機能を実行する任意の方法を含むものとして意図され、例えば、ａ）その機能を実行する回路要素の組合せ、又はｂ）その機能を実行するためのそのソフトウェアを実行する適切な回路と組み合わされるファームウェア、マイクロコード等を含む任意の形式のソフトウェアを含む。斯かる請求項により規定される開示は、記載された種々の手段により与えられる機能が、請求項が必要とする態様で結合され及びまとめられるという事実も含む。従って、それらの機能を与えることができる任意の手段は、本願明細書に示されるものと均等の範囲にある点に留意されたい。
【００２０】
概要
本発明は、高周波数で通信する送信機及び受信機間に発生する比較的高周波数のミスマッチを減らすことに特定の、しかし、排他的でない用途を持つ。これにより、高速通信に関する周波数誤差推定が改善される。有利なことに、改善された周波数誤差推定が、合理的なオーバヘッドで実現される。
【００２１】
既に知られているように、無線通信システムにおける周波数誤差を推定する従来の方法は、受信データの自己相関を介するものである。例えば、送信機は、信号ｓ（ｔ）を送信する。ＲＦユニットによるダウンコンバージョン、マルチパスの除去の後において、受信信号は、
0005563829.tif 000002
として表されることができる。
【００２２】
ここで、ｆΔは、周波数誤差（即ち、送信機及び受信機の発振器のミスマッチ）であり、αは、位相オフセットであり、ｎ（ｔ）が、付加雑音である。
【００２３】
この周波数誤差ｆΔを推定する一般的な方法は、既知の時間間隔に含まれる２つの同一のシーケンスを送信することにより行われる。受信機において、遅延された自己相関演算が、周波数誤差を計算するため以下のように実行される。
【００２４】
周波数誤差推定の離散時間等価計算が、
0005563829.tif 000003
により表されることができる。
【００２５】
ここで、Ｔは、サンプリングレートであり、ＫＴは、シーケンスの反復間隔であり、Ｎが、シーケンスの長さである。ここで、反復して送信された部分に関してのみ積分が実行されると仮定される。結果として、次の部分は、反復された部分が重なる点で、
0005563829.tif 000004
が成立することがわかる。
【００２６】
ここで、δは定数である。上記の角度を考慮すると、周波数誤差は、
0005563829.tif 000005
として得られる。
【００２７】
ここで、ｎ''は、ノイズ項である。式（４）から、周波数誤差の精度が、ノイズ項及び間隔ＫＴによりかなり影響される点に留意されたい。ノイズ項は、多かれ少なかれ一定である。ノイズ項による負の効果を減らす１つの方法は、間隔ＫＴを増加させることである。しかしながら、この間隔を増加させると、必ず他の副作用が生じる。上記の推定が機能するためには、明白な推定が実行されることができるよう、予想された角度回転が、３６０℃を超えるべきでない。即ち、ｆΔＫＴ≦１となる必要がある。この制約を満たすために、ＫＴが周波数誤差の逆数より小さいことが必要である。即ち、
0005563829.tif 000006
が成立する必要がある。
【００２８】
こうして、ＫＴは、最大予想誤差に対して必要な大きさにされる必要がある。実際において、ＫＴは、その予想された周波数誤差の逆数よりかなりより小さくあるべきである。例えば、ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）用途に関しては、ＫＴ＝３００ｎｓである。理論上、これは、３．３ＭＨｚのクロックオフセットまでの推定を可能にする。しかしながら、推定の精度はノイズに依存する。ノイズは、より大きなＫＴ値を必要とする。
【００２９】
従って、２つの競合する要求事項が存在することが示される。より詳細には、反復間隔ＫＴは、大きな周波数誤差の推定を可能にするために小さくなければならない。反復間隔ＫＴは、正確な推定誤差を得るために大きくなければならない。
【００３０】
上述される競合する要求事項は、最大許容可能周波数誤差を例えば２００ＫＨｚといった特定の値にセットすることにより、例えば、５ＧＨｚ又はそれ以下の比較的低速度での周波数で動作するシステムに対しては克服されることができる。このようにして最大許容可能周波数誤差を制限することにより、ＫＴの適切な値が発見されることができる。従って、２０ｐｐｍの仕様を持つ水晶発振器が使用されることができる。これは、低コストで利用可能である。
【００３１】
残念なことに、例えば６０ＧＨｚのオーダといった高速で動作する通信システムに関しては、競合する要求事項は容易には満たされない。６０ＧＨｚのオーダの、斯かる高速通信システムに対して、２０ｐｐｍの結晶を使用すると、結果として２．４ＭＨｚの許容できない周波数誤差を生じさせる。これは、精度及びより大きな大きさの推定の両方に適切であるＫＴの適切な値を見つけることに、それ自体は寄与しない。１つの可能なソリューションは、２ｐｐｍの仕様を持つ水晶発振器を使用することである。しかしながら、この要件は、コスト見通しからは望ましくない。
【００３２】
本発明は、合理的なオーバヘッドでの高速通信システム（例えば、６０ＧＨｚ）に関して改善された周波数誤差推定を与えるシステム及び関連する方法を与えることにより、精度及びより大きな大きさの推定の両方に適切であるＫＴの適切な値を発見する問題に対処する。例示的な実施形態が、以下に記載される。
【００３３】
送信機
図１は、データ送信機１００のある実施形態の機能ブロック図である。当業者により理解されるように、図１に示されるさまざまな機能は、ソフトウェア制御されたマイクロプロセッサ、配線接続による論理回路又はそれらの組み合わせを用いて物理的に実現されることができる。また、説明目的のため機能ブロックが図１において分離されるものとして示されるが、それらは任意の物理的実現において結合されることができる。
【００３４】
データ送信機１００は、チャネルエンコーダ１０５、チャネルインターリーバ１０７、シンボルマッパ１０９、パイロットインサータ１１１、データ挿入モジュール１１３、ガード間隔インサータ１１５、アップサンプルフィルタ１１７及びデジタルアナログ変換器１１９を含む。
【００３５】
チャネルエンコーダ１０５は、コーディング方法に基づき入力情報ビットシーケンスをチャネル符号化する。チャネルエンコーダ１０５は、ブロックエンコーダ、畳込エンコーダ、ターボエンコーダ、又は連結されたコーダを含むそれらのいくつかの組み合わせとすることができる。
【００３６】
チャネルインターリーバ１０７は、インターリービング方法に基づき符号化データをインタリーブする。図１には示されていないが、リピーター及びパンクチュアラを含むレート照合回路が、チャネルエンコーダ１０５とチャネルインターリーバ１０７との間に存在することができることは明らかである。
【００３７】
チャネルインターリーバ１０７から出力されるデータシンボルが、パイロットインサータ１１１に送信される。パイロットシンボルは、データシンボルの中に挿入される。パイロットインサータ１１１は、送信された信号の受信機検出を容易にするために使用されることができるパイロットシンボルを生成する。パイロットシンボルのより詳細な説明は、図２を参照して以下に更に述べられる。集合的に、データシンボル及びパイロットシンボルは、以下簡単にシンボルと表される。シンボルは、シンボルに対するプレフィックスを追加するために、ガード間隔インサータ１１５に渡される。その後この信号は、アップサンプルフィルタ１１７、デジタルアナログ変換器１１９、及び第１の送信アンテナ１２３を介してＳＢＣＴシンボルを信号として送信する無線周波数（ＲＦ）送信機１２１を介して渡される。
【００３８】
ガード間隔インサータ１１３は、パイロットインサータ１１１から出力されるシンボル、又は例えばトレーニングシーケンスからの他のデータシンボルを選択的に与える、デマルチプレクサ又はスイッチ１１２を含む。
【００３９】
パケット構造
図２は、本発明のある実施形態による通信送信機のデータ通信において使用されることができるデータパケット２００の構造の１つの実施形態である。プリアンブルパケット１２により分離される別々のデータシーケンス１４を形成するため、データパケット構造２００は、データストリームにおいて短いプリアンブルパケット１２を挿入することにより得られる。プリアンブルパケットは、以下シンボル１２と呼ばれる。本発明の方法によれば、シンボル１２は、ＫＮＴ（Ｎ＝１、２、３、...）の増加的に大きくなる値でデータストリーム１４に挿入される。ここで、ＫＮＴは、シンボル１２のシーケンスの反復間隔（即ち、時間挿入間隔）である。
【００４０】
データ送信機１００は、従来の２０ｐｐｍの結晶との使用に適した可変の反復間隔ＫＴで、シンボル１２を送信する。可変の反復間隔ＫＴでシンボル１２を送信することにより、ＫＴのより小さな値は、受信機３００が粗い周波数誤差の推定を得ることを可能にする。粗い推定は、受信機３００が受信信号の初期訂正（de-rotate:逆回転）を実行することを可能にするのに十分である。ＫＴのより大きな値を使用することにより、送信されるシンボル１２の間隔が増加的により大きくなるので、周波数推定誤差は、それに応じてより小さくなる。一旦必要な精度が実現されると、シンボルシーケンス１２の送信は停止されることができる。代替的に、一旦必要な精度が実現されると、シンボルシーケンス１２の送信は、ＫＴのより大きな値を使用して継続されることができる。
【００４１】
受信機
ここで図３を参照すると、データ受信機３００の簡略化された例示的な実施形態が描かれる。図３の実施形態において、データ受信機４００は、複素ミキサー３０２、可変遅延ブロック３０４、周波数誤差推定ブロック３０６及び局所発振器３０８を含む。
【００４２】
動作において、無線送信機１２１（図１参照）から無線で受信される入力無線信号３０は、複素ミキサー３０２に対する第１の入力として供給される。複素ミキサーで、この信号は、発振器３０８から出力され、搬送周波数と同じ特性周波数ｆｃを持つ基準信号３２と結合される。結果として生じる複素信号３４は、時間遅延された複素信号３６を生成するべく、既知の遅延時間により複素信号３４を遅延させるよう構成される可変遅延ブロック３０４により処理される。時間遅延された複素信号３６は、周波数推定ブロック３０６に対する１つの入力として供給される。複素信号３４は、周波数推定ブロック３０６に対する第２の入力として供給される。周波数誤差推定ブロック３０６は、周波数基準信号３２の周波数特性を決定し、発振器３０８に対して周波数誤差推定３８を出力するように構成される。
【００４３】
ここで図４を参照すると、周波数推定ブロック３０６のより詳細なブロック図が示される。周波数推定ブロック３０６は、複素ミキサー４０６、加算器／積分器４０８、角度推定器４１０、加算器４１２及び遅延ブロック４１４を含む。複素ミキサー４０６及び加算器４０８は、２つの入力に関する遅延された自己相関処理を実行する。具体的には、周波数推定ブロック３０６は２つの入力を受信する。即ち、第１の入力は、複素ミキサー３０２から出力される複素信号３４であり、第２の入力は、可変の遅延ブロック３０４から出力される時間遅延された複素信号３６である。２つの入力は、複素ミキサー４０６において結合され、及び加算器ブロック４０８に対する入力として与えられる複素信号出力４２を生成する。これらの２つの動作は、集合的に、図２を参照して記載される遅延された自己相関処理を実行し、ここでは式６として書き直される。複素ミキサーは、式６の掛算部分を実行し、加算器／積分器ブロック４０８は、式６の加算部分を実行する。式６は、
0005563829.tif 000007
である。
【００４４】
その後、加算器／積分器ブロック４０８の出力は、ｆ（ｎ）の角度を計算する角度推定ブロック４１０に対する入力として与えられる。これは、上で式４として表され、ここでは式７として書き直される。式７は、
0005563829.tif 000008
である。
【００４５】
角度推定は、加算器４１２に対する１つの入力として与えられる。加算器４１２は、遅延ブロック４１４からの第２の入力を受信する。遅延ブロック４１４は、第１のオーダーのフィードバックループの単一の要素を有し、現在の周波数誤差推定３８に以前に計算された周波数誤差推定を加算するよう構成される。遅延ブロックは、例えばＴＮ秒毎に加算器４１２に対して遅延された周波数誤差推定出力を与える。ここで、Ｔは、サンプル期間の秒数であり、式２及び式６に示されるように、Ｎは、積分間隔である。有利には、現在計算された周波数誤差推定に対して以前に計算された周波数誤差推定を加算することにより、ノイズは平均化され、こうして、より正確な周波数誤差推定が与えられる。
【００４６】
実験結果
図５及び図６は、３つのシステム構成に関するシミュレーション結果（図５）と、個別の３つのシステム構成のそれぞれにおいて使用される、対応するデータパケット構造（図６）とを示す。より詳細には、図５は、シミュレーション出力曲線５１及び５３として示される、２つの従来技術のシステム構成に関するシミュレーション結果（曲線５１及び５３）と、本発明のある実施形態に基づくシステム構成に関する、出力曲線５５として示される単一のシミュレーション結果とを示す。
【００４７】
３つのシミュレーションは以下のパラメータに基づき実行された。このパラメータは、６０ＧＨｚで動作する高速通信システムに対する典型的なパラメータを有する。１．４ＧＨｚのサンプリングレート、２．４のＭＫＨｚ（＝６０ＧＨｚでの４０ｐｐｍ誤差）の周波数オフセット、及び７．５ナノ秒での拡散遅延を伴うランダムな指数的に崩壊するチャネルである。
【００４８】
図６を次に参照すると、個別の３つのシステム構成のそれぞれで使用された個別のデータパケット構造６１、６３及び６５が示される。第１のデータパケット構造６１は、ベースラインの従来技術システム構成において使用された。図示されるように、このデータパケット構造６１は、受信機での粗い周波数推定を容易にするため、第１の送信されたデータパケットの初めに挿入される６つのプリアンブルシーケンス６０１を含む。
【００４９】
図６は、従来技術に基づかれる第２のデータパケット構造６３を更に示す。これは、ベースラインの従来技術システム構成の改良として含まれる。第２のデータパケット構造６３は、ベースラインのパケット構造６１の６つのプリアンブルシーケンス６０１を含み、データ受信機において精細な周波数推定を提供するためデータパケット構造６３にわたり規則的な間隔「Ｔ」で間隔を空けて配置される、１０の追加的なプリアンブルパケット６０３（そのうちの５つが示される）を更に含む。
【００５０】
引き続き図６を参照すると、本発明による第３のデータパケット構造６５も示される。この発明の第３のデータパケット構造は、パケット構造６１、６３に示されるように、６つのプリアンブルシーケンス６０１を含み、本発明の原理に基づき、次第に増加する間隔（例えば、Ｔ１、Ｔ２等）で挿入される１０のプリアンブルパケット６０３を更に含む。プリアンブルパケットを増加的に間隔を空けて配置する新規な方法は、図２を参照して既に述べてある点に留意されたい。本発明の第３のデータパケット構造６３は、従来技術のパケット構造６１、６３に対して１０ｄＢ程度優れているシミュレーション結果５５を生み出す点に留意されたい。
【００５１】
本開示の教示を組み込む実施形態が本願明細書において示され及び詳述されたが、当業者であれば、これらの教示をなお組み込む多くの他の変形された実施形態を容易に考案することができる。マルチメディア及びデータを同じパケットにおいて効率的に通信するためのシステム及び方法に関する好ましい実施形態が記載されたが（これは、説明的なものであり限定するものではない）上記の教示を考慮すれば修正及び変更が当業者によりなされることができる点に留意されたい。従って、添付の特許請求の範囲により概説される開示の範囲及び精神に含まれるものとして、本開示の特定の実施形態において変更がなされることができる点を理解されたい。こうして、本開示の内容が特許法により必要とされる範囲で詳細に記載されてきたが、特許証により保護されることを望む保護の請求は、添付の特許請求の範囲に記載される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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